Prokarióta sejtekben, például baktériumokban, a szervezet genetikai anyagában, ill DNS (dezoxiribonukleinsav), "lebeg" a sejt citoplazmájában, amelyet a külvilágtól csak maga a sejt külső gátja választ el. Az eukarióták sejtjeiben, például Önben, a DNS egy membránhoz kötött magba van zárva, amely egy második védelmi réteget és a funkcionalitás fokozottabb fókuszát kínálja.
A sejt genetikai anyagának védő kettős plazmamembránba zárása példa erre rekeszesítés. Hogy eukarióta sejtek sejtszerkezetükben ilyen könnyen hivatkozhat arra a fő strukturális adaptációra, amely lehetővé tette az eukarióták számára a prokarióták nagyságának és általános sokféleségének növekedését.
Prokarióta vs. Eukarióta sejtek
Minden cellának négy alapeleme van: a sejt membrán kint, citoplazma a belső rész nagy részét kitöltve, riboszómák fehérjék és genetikai anyagok szintetizálására DNS formájában. A prokarióták általában ennél kevesebben rendelkeznek, és néhány kivételével ezeknek az egyszerű sejteknek csak egyetlen áll. Milyen kis DNS-jük van, egy laza klaszterben ül a citoplazmában.
Az eukarióta sejtek (azaz állatok, növények, protiszták és gombák sejtjei) tartalmazzák a fenti zárványokat, majd néhányat. Fontos, hogy membránhoz kötött organellákat tartalmaznak, amelyek létfontosságú, ismétlődő funkciókat látnak el, például teljes mértékben lebontják a szénhidrátmolekulákat.
Az eukarióta sejtek jelentősen eltérhetnek egymástól mind az élőlényeken, mind a fajokon belül. Például az összes eukarióta mitokondrium, de kevés kivételtől eltekintve csak a növényi sejteknek van kloroplasztok.
Miért DNS a nukleuszban?
Ha arra kérik, hogy magyarázza meg az eukarióta sejtekben a rekeszizálás előnyeit, akkor könnyű dolga lenne, ha felkészülne a sejt anatómiájának és általában a fiziológiának az alapismereteire.
A "szétválasztási biológia" olyan evolúciós fejlődés, amely lehetővé tette a sejtek számára, hogy speciális kis gépekké (és egyes esetekben egész organizmusokká) váljanak.
Az eukarióta sejtek rendelkeznek membránhoz kötött organellák az emésztés elvégzéséhez, az energiák kivonásához az ételből és az újonnan szintetizált fehérjék egyik helyről a másikra történő mozgatásához. Mindezek hiányában prokarióta társaik csak egy bizonyos méretig növekedhetnek, és a legtöbb esetben nem nőttek túl azon, hogy összességében egyetlen sejt legyenek.
Az eukarióta genom hatalmas mérete, amely puszta DNS-mennyiségében tükröződik, megköveteli, hogy nagyon szorosan csomagolják, hogy csak egy sejtbe illeszkedjen. Így a atommag jelentősen szigorítja az eukarióta sejtek felépítésének ezt a szempontját.
Membránhoz kötött organellák
Az eukarióta sejtekben a membránhoz kötött organellumok közül néhány:
Mitokondria. Ezeket gyakran a sejtek "erőműveinek" nevezik, mert itt következnek be az aerob légzés reakciói. Ezek a reakciók felelősek az eukariótákban rejlő elsöprő mennyiségű energia "létrehozásáért".
Kloroplasztok. Növényi sejtekben található meg, kloroplasztok használja a napfény erejét a környezetben lévő szén-dioxid-gázokból cukrok előállításához.
Lizoszómák. Ezek a cellák "takarító személyzete" (lásd alább).
Endoplazmatikus retikulum. Ez a hártyás "autópálya" az újonnan előállított fehérjéket a riboszómákból a Golgi testek és másutt.
Golgi testek. Ezek a "tasakok" mozgatják a fehérjéket a sejt körül a endoplazmatikus retikulum és végső rendeltetési helyük.
Lizoszómák és emésztés
A lizoszómák hordozzák emésztőenzimek képes lebontani a sejthulladékot, de egészséges sejtkomponenseket is. Tehát, amikor ezeket az enzimeket a riboszómákon állítják elő, azokat lizoszómákban kell átköltöztetniük esetleges otthonaikba, anélkül, hogy bármi károsodna.
Ezeket az enzimeket szinte ugyanúgy szállítják a sejtben, mint a HAZMAT-ot (veszélyes hulladékokat) az Egyesült Államok autópályáin és vasútjain: speciális címkékkel és nagy körültekintéssel. A lizoszómák magas savtartalmú környezetébe kerülve ezek savas hidroláz az enzimek nagyon hatékonyan működnek.
Három példa a lizoszómák intracelluláris emésztésére:
- Szénhidrát, lipidek, nukleinsavak és fehérjék
- "Holt" organellák és komponenseik
- A sejten kívülről bevitt baktériumok és egyéb anyagok